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Type: TESE DIGITAL
Title: Estudo da produção de biossurfactante, usando resíduos agroindustriais com desenvolvimento de modelos estatísticos e sensor virtual por modelagem neural = Study of biosurfactant production, using agro-industrial waste with development of statistical models and soft sensor by artificial neural network
Title Alternative: Study of biosurfactant production, using agro-industrial waste with development of statistical models and soft sensor by artificial neural network
Author: Santos, Brunno Ferreira dos, 1986-
Advisor: Fileti, Ana Maria Frattini, 1965-
Abstract: Resumo: Biossurfactantes são moléculas com diversas aplicações industriais. Porém a produção do mesmos é prejudicada devido à utilização de meios de fermentação caros, metodologias ineficientes, falta de acompanhamento em tempo real do produto, dentre outras. O presente trabalho visou estudar a produção de biossurfactante por Bacillus subtilis em meio de fermentação a base de resíduos agroindustriais (glicerina residual, casca de beterraba e água de maceração de milho) pelo desenvolvimento de metodologias auxiliadas por modelagem estatística (construção de curva de resposta e curvas de contorno) e modelagem com redes neurais para construção de sensor virtual. Foi desenvolvido um DCCR em experimentos com Erlenmeyers para direcionamento da concentração de meio de fermentação e por análise da superfície de resposta e curvas de contorno chegou-se a valores de composição do meio de cultivo de 6% e 7,5% (v/v) de glicerina e casca de beterraba, respectivamente. Em seguida, fez-se outro DCCR para otimizar as condições do fermentador 7 L (volume nominal), agitação e aeração do meio. Assim, determinou-se 200 rpm para agitação e 0,5 vvm para aeração por avaliação de superfície de resposta e curvas de contorno, onde a máxima concentração de biossurfactante no meio foi de 1930 mg/L. O monitoramento da batelada pôde ser feito pela construção do sensor virtual em planilha eletrônica, desenvolvido com modelagem por redes neurais artificiais e validado nas faixas de operação. Os testes de aplicação mostraram que o biossurfactante formado foi capaz de dispersar petróleo em água e formar emulsão estável em óleo diesel, gasolina, heptano e hexano

Abstract: Biosurfactants are molecules presenting many industrial applications. However, their production is still limited due to the use of expensive fermentation media, inefficient methods, lack of product monitoring in real time, among others. This work aimed to study the production of biosurfactant by Bacillus subtilis using agribusiness residues fermentation media (residual glycerin, beet peel and corn steep liquor). Methodologies aided by statistical modeling (response curve and contour curves) were employed, as well as a neural network technique for softsensor development. CCRD experiments were performed using Erlenmeyer flasks to find the concentration of the fermentation medium. The analysis of response surface and contour curves reached the composition values of the cultivation media of 6% and 7.5% (v/v) of glycerin and sugar beet peel, respectively. Carrying out another CCRD, the operating conditions of the 7L-fermenter (nominal volume) was optimized: 200 rpm for agitation and 0.5 vvm for aeration. For this condition, the maximum concentration of biosurfactant in the media was 1930 mg/L. Monitoring the batch fermentation could be successfully done by the developed neural network softsensor, using a spreadsheet, in the operating ranges previously established. The application tests have shown that the biosurfactant produced was able to disperse crude oil in water and also form stable emulsion in diesel oil, gasoline, heptane and hexane
Subject: Biossurfactantes
Residuos agroindustriais
Redes neurais (Computação)
Fermentação
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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